海上浮式起重机控制系统

1.本发明涉及起重机领域，具体为海上浮式起重机控制系统。


背景技术：

2.浮式起重机(又称起重船、浮吊)是一种专门在水上从事起重作业的工程船舶。浮式起重机一般由下部浮船和装在浮船甲板上的上部建筑两大部分组成。其中浮船用来支持起重机的自重和起吊的重量，再通过自身的船壳把它们传递给水面，使得浮式起重机能够独立地浮在水面上工作。此外，浮船还可以使起重机沿着水道从一个工作地点航行到另外一个工作地点，或者在同一个工作地点内做水平移动，以满足起重机对准装卸点或完成货物水平移动的要求等。上部建筑是浮式起重机的起重装置部分，用来装卸或吊装货物。其利用率高，适用范围广。
3.目前浮式起重机在起重作业时，一般需要利用柔性绳索实现货物的吊起，在货物起吊过程中，容易出现较大幅度的摆动，导致底部浮动基座受力不稳定，容易出现侧翻的风险；同时在起吊作业时，工作位点偏向设备整体的一侧，在对货物进行转移时，浮动基座容易出现摇晃，整体稳定性差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供海上浮式起重机控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：海上浮式起重机控制系统，包括浮动基座以及安装在浮动基座上的三节式机械臂组件；所述浮动基座顶面中部安装有控制底座，控制底座上转动安装有转盘，所述三节式机械臂组件安装在转盘上，其具有由下至上依次衔接的第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；所述第三关节臂末端安装有绳索牵引并联吊物机构，所述绳索牵引并联吊物机构具有升降绳索以及连接在升降绳索末端的具有吊钩的吊具，绳索牵引并联吊物机构和转盘之间设置有调节被吊运物体稳定性的起吊防摆控制组件；所述浮动基座外围设置有调节浮动基座稳定性的防摇控制组件。
6.优选的，所述浮动基座横截面呈椭圆形结构，其纵截面呈上大下小的梯形结构。
7.优选的，所述起吊防摆控制组件包括防摆拉绳以及安装在转盘一端的卷绕电机，卷绕电机的输出端连接有卷绕轴，吊具侧面设置有耳板，耳板中部预留有导向孔，防摆拉绳一端固定在卷绕轴上，并沿卷绕轴缠绕后其另一端穿过耳板的导向孔固定在绳索牵引并联吊物机构上，且防摆拉绳靠近绳索牵引并联吊物机构的一端安装有拉力传感器。
8.优选的，所述防摇控制组件包括沿浮动基座前、后、左、右四个方位分别布设在浮动基座外侧面的调压气囊，且各调压气囊中部预留有避让空间，用于安装压力检测板，各压力检测板固定在浮动基座外侧壁，且其中部嵌装有压力传感器。
9.优选的，所述防摇控制组件还包括对应各调压气囊位置处分别设置的气泵，各气泵的输出端分别通过导气管与对应的调压气囊连通，各导气管上分别安装一个电控阀。
10.优选的，所述控制底座内安装有驱动转盘转动的驱动电机。
11.优选的，所述第一关节臂固定在转盘上，可随转盘同步转动，所述第二关节臂和第三关节臂可绕其衔接点上下翻转。
12.优选的，所述绳索牵引并联吊物机构为起重机用电动葫芦。
13.优选的，所述控制底座内设置有总控制器，且所述总控制器分别与三节式机械臂组件、驱动电机、电动葫芦、卷绕电机、气泵、电控阀的控制端连接，所述拉力传感器和压力传感器的输出端连接至总控制器。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过在浮动基座和绳索牵引并联吊物机构之间设置起吊防摆控制组件，利用防摆拉绳来限制吊具的活动，大大降低吊具的摆动幅度，利用卷绕电机来控制防摆拉绳的持续张紧状态，从而保证被吊物体的稳定起吊转移。
15.2、本发明通过在浮动基座外围设置防摇控制组件，在浮动基座前、后、左、右四个范围分别设置调压气囊，利用压力检测板、气泵和电控阀的配合，能够根据浮动基座侧面的受压情况来控制调压气囊的膨胀程度，从而对浮动基座进行平衡调整，对其进行防摇控制，稳定性好。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为本发明的吊具和防摆拉绳的具体配合结构示意图。
18.图3为本发明的防摇控制组件的具体结构示意图。
19.图中：1、浮动基座；2、控制底座；3、转盘；4、第一关节臂；5、第二关节臂；6、第三关节臂；7、绳索牵引并联吊物机构；8、升降绳索；9、吊具；10、卷绕电机；11、卷绕轴；12、防摆拉绳；13、耳板；14、导向孔；15、拉力传感器；16、调压气囊；17、压力检测板；18、压力传感器；19、气泵；20、导气管；21、电控阀。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：海上浮式起重机控制系统，包括浮动基座1以及安装在浮动基座1上的三节式机械臂组件；所述浮动基座1顶面中部安装有控制底座2，控制底座2上转动安装有转盘3，所述三节式机械臂组件安装在转盘3上，其具有由下至上依次衔接的第一关节臂4、第二关节臂5和第三关节臂6；所述第三关节臂6末端安装有绳索牵引并联吊物机构7，所述绳索牵引并联吊物机构7具有升降绳索8以及连接在升降绳索8末端的具有吊钩的吊具9，绳索牵引并联吊物机构7和转盘3之间设置有调节被吊运物体稳定性的起吊防摆控制组件；所述浮动基座1外围设置有调节浮动基座1稳定性的防摇控制组件。
24.进一步的，所述浮动基座1横截面呈椭圆形结构，其纵截面呈上大下小的梯形结构。
25.进一步的，所述控制底座2内安装有驱动转盘3转动的驱动电机。
26.进一步的，所述第一关节臂4固定在转盘3上，可随转盘3同步转动，所述第二关节臂5和第三关节臂6可绕其衔接点上下翻转。
27.实施例1：请参阅图1-2，所述起吊防摆控制组件包括防摆拉绳12以及安装在转盘3一端的卷绕电机10，卷绕电机10的输出端连接有卷绕轴11，吊具9侧面设置有耳板13，耳板13中部预留有导向孔14，防摆拉绳12一端固定在卷绕轴11上，并沿卷绕轴11缠绕后其另一端穿过耳板13的导向孔14固定在绳索牵引并联吊物机构7上，且防摆拉绳12靠近绳索牵引并联吊物机构7的一端安装有拉力传感器15。
28.在本实施例中，所述绳索牵引并联吊物机构7为起重机用电动葫芦。
29.实施例2：请参阅图3，所述防摇控制组件包括沿浮动基座1前、后、左、右四个方位分别布设在浮动基座1外侧面的调压气囊16，且各调压气囊16中部预留有避让空间，用于安装压力检测板17，各压力检测板17固定在浮动基座1外侧壁，且其中部嵌装有压力传感器18。
30.在本实施例中，所述防摇控制组件还包括对应各调压气囊16位置处分别设置的气泵19，各气泵19的输出端分别通过导气管20与对应的调压气囊16连通，各导气管20上分别安装一个电控阀21。
31.进一步的，所述控制底座2内设置有总控制器，且所述总控制器分别与三节式机械臂组件、驱动电机、电动葫芦、卷绕电机10、气泵19、电控阀21的控制端连接，所述拉力传感器15和压力传感器18的输出端连接至总控制器。
32.作业时具体控制步骤如下：s1、控制底座2内的驱动电机驱动转盘3转动，带动三节式机械臂组件整体随转盘3同步转动，实现吊具9的周向位置调节；s2、三节式机械臂组件的第一关节臂4、第二关节臂5和第三关节臂6相互配合翻转，电动葫芦控制升降绳索8的收放，实现被吊物体的配合吊起或下放；s3、在吊具9上下升降的过程中，其侧面的耳板13套设在防摆拉绳12上滑动，防摆拉绳12上的拉力传感器15实时获取防摆拉绳12的拉力数值，并将信号发送至总控制器，总控制器触发卷绕电机10启动，控制防摆拉绳12的松放，使得防摆拉绳12始终处于设定拉力阈值的拉紧状态，对吊具9的摆动幅度进行限制，防摆拉绳12、升降绳索8以及被吊物体从不同方向分别对吊具9进行施力，各方向受力相互制约，降低吊具9的摆动幅度；
s4、同时在作业过程中，浮动基座1外围的各压力检测板17上安装的压力传感器18实时获取浮动基座1前、后、左、右四个方位的受压信号，并将信号发送至总控制器，当被吊物体周向转移或起吊、下放时，浮动基座1对应侧的受压发生变化，当一侧压力检测板17感应到的压力值的瞬间增加量超过设定阈值时，此时总控制器触发该侧的气泵19启动，同时对应导气管20上的电控阀21打开，向对应的调压气囊16充气，增大该侧的浮力，直至各个方位的压力检测板17的受压差值恢复至设定范围，此时电控阀21关闭，保持该调压气囊16的气压状态，实现浮动基座1的平衡调整；s5、被吊物品下放后，各压力检测板17检测到压力整体变小的信号，此时各方位的调压气囊16的导气管20上的电控阀21同步打开放气，将各调压气囊16恢复至初始充气量，为下一次起吊工序做准备。
33.值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.海上浮式起重机控制系统，其特征在于，包括浮动基座（1）以及安装在浮动基座（1）上的三节式机械臂组件；所述浮动基座（1）顶面中部安装有控制底座（2），控制底座（2）上转动安装有转盘（3），所述三节式机械臂组件安装在转盘（3）上，其具有由下至上依次衔接的第一关节臂（4）、第二关节臂（5）和第三关节臂（6）；所述第三关节臂（6）末端安装有绳索牵引并联吊物机构（7），所述绳索牵引并联吊物机构（7）具有升降绳索（8）以及连接在升降绳索（8）末端的具有吊钩的吊具（9），绳索牵引并联吊物机构（7）和转盘（3）之间设置有调节被吊运物体稳定性的起吊防摆控制组件；所述浮动基座（1）外围设置有调节浮动基座（1）稳定性的防摇控制组件。2.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述浮动基座（1）横截面呈椭圆形结构，其纵截面呈上大下小的梯形结构。3.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述起吊防摆控制组件包括防摆拉绳（12）以及安装在转盘（3）一端的卷绕电机（10），卷绕电机（10）的输出端连接有卷绕轴（11），吊具（9）侧面设置有耳板（13），耳板（13）中部预留有导向孔（14），防摆拉绳（12）一端固定在卷绕轴（11）上，并沿卷绕轴（11）缠绕后其另一端穿过耳板（13）的导向孔（14）固定在绳索牵引并联吊物机构（7）上，且防摆拉绳（12）靠近绳索牵引并联吊物机构（7）的一端安装有拉力传感器（15）。4.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述防摇控制组件包括沿浮动基座（1）前、后、左、右四个方位分别布设在浮动基座（1）外侧面的调压气囊（16），且各调压气囊（16）中部预留有避让空间，用于安装压力检测板（17），各压力检测板（17）固定在浮动基座（1）外侧壁，且其中部嵌装有压力传感器（18）。5.根据权利要求4所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述防摇控制组件还包括对应各调压气囊（16）位置处分别设置的气泵（19），各气泵（19）的输出端分别通过导气管（20）与对应的调压气囊（16）连通，各导气管（20）上分别安装一个电控阀（21）。6.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述控制底座（2）内安装有驱动转盘（3）转动的驱动电机。7.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述第一关节臂（4）固定在转盘（3）上，可随转盘（3）同步转动，所述第二关节臂（5）和第三关节臂（6）可绕其衔接点上下翻转。8.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述绳索牵引并联吊物机构（7）为起重机用电动葫芦。9.根据权利要求1所述的海上浮式起重机控制系统，其特征在于：所述控制底座（2）内设置有总控制器，且所述总控制器分别与三节式机械臂组件、驱动电机、电动葫芦、卷绕电机（10）、气泵（19）、电控阀（21）的控制端连接，所述拉力传感器（15）和压力传感器（18）的输出端连接至总控制器。

技术总结
本发明属于起重机领域，具体公开了海上浮式起重机控制系统，包括浮动基座以及安装在浮动基座上的三节式机械臂组件；所述三节式机械臂组件安装在转盘上，其具有由下至上依次衔接的第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂；所述第三关节臂末端安装有绳索牵引并联吊物机构，所述绳索牵引并联吊物机构具有升降绳索以及连接在升降绳索末端的具有吊钩的吊具，绳索牵引并联吊物机构和转盘之间设置有调节被吊运物体稳定性的起吊防摆控制组件；所述浮动基座外围设置有调节浮动基座稳定性的防摇控制组件。利用起吊防摆控制组件和防摇控制组件保证被吊物体的稳定起吊转移以及对浮动基座进行平衡调整，对其进行防摇控制，稳定性好。稳定性好。稳定性好。


技术研发人员：赵祥堂 赵志刚 孟佳东
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2022/5/25